Hugues Pecout (FR CIST), Ronan Ysebaert (UMS RIATE)

Un peu d’histoire…

Londres, 1854

John snow est un medecin britannique. Ces travaux sur la propagation du choléra dans le quartier de Soho à Londres en 1854 lui ont valu une place importante dans l’histoire de l’épidémiologie moderne et de l’analyse spatiale.

John snown va identifier la cause de l’épidemie de choléra en utilisant un procédé simple, mais innovant, qui repose sur le principes de fonctionnement des SIG. Il va mettre en relation deux couches géographiques différentes :

la localisation des lieux de résidence des décès liés à l’épidémie et la localisation des pompes à eau dans le quartier.

Cette mise en relation va lui permettre de déterminer que le choléra se transmet par l’eau et d’identifier le foyer de contamination.

Carte de John Snow avec la localisation des lieux de résidence des personnes décedées du choléra.

Un précurseur…

Superposition de la localisation des puits.

(Carte de John Snow revue par Mark Monmonier, 1996)

…des applications SIG

Si John Snow avait utilisé un système d’information géographique….

Système d’Information Géographique

Historique

Le concept de Système d’Information Géographique s’est développé et a évolué avec le développement de l’informatique.

1950 – 1970 : début de l’informatique, premières cartographies automatiques.

1970 - 1980 : diffusion des outils de cartographie automatique/SIG dans les organismes d’État (armée, cadastre, services topographiques …)

1980 - 1990 : croissance du marché des logiciels SIG, développement des applications SIG.

Depuis les années 90 et 2000 : diffusion de SIG plus légers, libres, d’applications web et banalisation de l’usage de l’information géographique (cartographie en ligne, calcul d’itinéraires, utilisation de la géolocalisation, base de données participatives).

Les SIG sont aujourd’hui utilisés dans de nombreux domaines : Agriculture, aménagement du territoire, architecture, assurances & banque, automobile, BTP, cadastre, découpage électoral, défense, démographie, eau et assainissement, électricité, enseignement, environnement, épidémiologie, équipement, géologie, géomarketing, gestion de flotte, gestion de patrimoine, gestion de réseaux, gestion des sols, Internet, immobilier, implantation de commerces, ingénierie logistique, optimisation de parcours, pétrole et gaz, publicité, recherche, ressources naturelles, santé, services d’urgence, télécommunications, tourisme,…

Définition

Système informatique de matériels, de logiciels, et de processus conçus pour permettre la collecte, la gestion, la manipulation, l’analyse, la modélisation et l’affichage de données à référence spatiale afin de résoudre des problèmes complexes d’aménagement et de gestion. (Comité fédéral de coordination inter-agences pour la cartographie numérique, 1988)



La pratique des logiciels de SIG est un métier : sigiste.


Le SIG est également l’outil de référence des géomaticiens.

La géomatique est une discipline issue de la géographie et des développements de l’informatique (GEOgraphie + inforMATIQUE). La géomatique regroupe l’ensemble des outils et méthodes permettant d’acquérir, de représenter, d’analyser et d’intégrer des données géographiques.

Principe et fonctionnalités

Les logiciels SIG permettent de superposer des couches géographiques de différentes natures, dans un même système de projection. Cela permet de réaliser de puissantes analyses croisées.


Ces logiciels permettent d’opérer sur l’intégralité de la chaîne de traitement des données géographiques :


Digitalisation (Saisir et abstraire)

Stockage et gestion (Base de données)

Analyse (Géotraitement, analyse spatiale)

Représentation (Cartographie)


Principe et fonctionnalités

Pour modéliser la réalité, on superpose plusieurs couches d’information géographique, vecteur et/ou raster.


Chaque couche géographique contient des objets de même type (adresses, parcelles, routes, bâtiments, cours d’eau, limites administratives…).


Tous les objets d’une couche géographique sont de la même forme : point, ligne, polygone (ou pixel)

Principe et fonctionnalités

Un SIG permet de travailler sur les trois composantes de l’information géographique :

Niveau Sémantique

Les attributs qui decrivent les objets géographiques en tant que tel (ex : nom, type, date, hauteur, proprietaire…) peuvent être modifiés, supprimés, ajoutés et surtout requêtés. C’est à dire qu’il est possible de séléctionner des objets géographiques en fonction de la valeur des attributs.

Niveau géometrique

Un SIG permet de modifier la localisation et/ou la forme des objets géographiques, de calculer des surfaces, des distances, ou encore des zones tampons, de convertir des polygones en point… Les opérations possibles sur la géométrie des objets sont multiples.

Niveau Topologique

Une des principales fonctionnalités puissante des SIG est le requêtage d’objet par localisation, c’est à dire en fonction de leur positionnement par rapport à d’autres objets. Pour cela on peut utiliser une série d’opérateur, exemple : Contient, Croise, Intersecte, Est à l’intérieur


Ex : Séléction d’objets géographiques ponctuels situés à une certaine distance (euclidienne) d’autres objets géographiques ponctuels

Principaux logiciels SIG

Installez QGIS !

Premiers pas dans un SIG et découverte de QGIS

Présentation des données à disposition

Des jeux de données ont été extraits et préparés pour vous par les enseignants pour réaliser votre étude. Ils sont organisés par dossiers et sont disponibles sur Moodle.

Maillages territoriaux (répertoire maillage) : Données issues de l’IGN, contient les géométries des découpages administratifs français pour la métropole du Grand Paris (IRIS, communes, départements)

Équipements existants (répertoire Equipements) : Données issues de la plateforme open data de la région Ile-de-France, contient les localisations des équipements cibles pour votre étude : bibliothèques et médiathèques (844 points pour l’Ile-de-France), établissements et services pour les personnes âgées (1774 points), conservatoires et écoles de musique (331 points), missions locales pour l’emploi (172 points) et établissements cinématographiques (312 points)

Présentation des données à disposition

Des données utiles pour définir vos critères d’implantation sont aussi disponibles.

Réseaux et zonages (répertoire Reseaux_zonages) : Données également extraites depuis Open data IDF, contient les géométries des quartiers prioritaires pour la politique de la ville (300 quartiers), la localisation d’arrêts de transport collectif (bus, tram, métro, RER) ainsi que le réseau hydrographique principal de la région.

Critères socio-économiques (répertoire maillage) : contient des indicateurs statistiques à l’échelle de l’IRIS issus de recensement principal de l’INSEE (année de référence : 2013). Il s’agit de structures par âge de la population, les catégories sociales en 8 postes, actifs, chômeurs, étudiants, retraités, étudiants, personnes en CDD, interim, ainsi que le revenu médian de la population.

Ouvrir QGIS

Lancez l’application QGIS Desktop, comme vous le ferez avec n’importe quel logiciel :



Organiser son travail

L’utilisation d’un SIG nécessite de la rigueur méthodologique, car l’on se retrouve vite submergé de fichiers. Vous devez donc :

  • Travaillez en projet

  • Utilisez des intitulés de fichiers intelligibles

  • Ranger vos données en utilisant des sous-repertoires

  • Stocker votre projet sur une clef USB (et faire une copie)


Commencez par créer votre répertoire de travail (sur une clé USB de préférence). Téléchargez les données sur Moodle et décompressez-les dans votre répertoire de travail. Ouvrez Qgis et créez un nouveau projet. (Projet/enregister/)

Organiser son projet

Dans votre répertoire de travail, créez une architecture de sous-répertoires qui vous paraît cohérente et dans laquelle vous vous y retrouverez facilement. Ne prenez que les fichiers qui vous seront utiles !

Métadonnées

Les métadonnées apportent des éléments essentiels pour comprendre le contenu des ressources à votre disposition, leur origine et d’éventuelles informations sur leur utilisation. Leur consultation attentive est primordiale.

Ouvrez le fichier Metadata_ECO_INSEE_IRIS_2013.xls. Quelle est la signification du code “P13_CHOM1564_tx” ? Quelle est son unité de mesure ? Qui a produit la donnée, quand ? Quelle est l’année de référence de l’indicateur ? Qu’est-ce qu’un IRIS ?

L’Interface de QGIS



1- Menu principal

2- La barre d’outils

3- Barre d’outils latérale

4- La barre d’état

5- Les panneaux Explorateur, légende…

6- Le canevas de carte

Import (vecteur, raster, données tabulaires… )

Pour importer des données facilement, utilisez la barre d’outil latérale.



Cliquez sur le bon îcone en fonction du type de données à importer (Vecteur, raster, csv…)



Pour commencer, Importez La couche géographique IRIS de votre espace d’étude et celle de l’équipement choisi.

Import (vecteur, raster, données tabulaires… )

Pour importer des données facilement, utilisez la barre d’outil latérale.



Import d’un fichier de données (1 et 2), définir les séparateurs de champs (3) et préciser si le fichier contient des géométries ou non (4).



Importez le fichier de données contenant les structures par âge des IRIS (Ratio_DEMO_IRIS_2013.csv).

Gestion de la projection

La projection d’une couche géographique est indiquée dans ses propriétés générales.

Les couches géographiques s’affichent automatiquement dans le système de projection de la première couche géographique importée. Mais QGIS utilise la projection prédéfinie pour tous les géotraitements !

Pour modifier le système de projection, il suffit d’enregistrer une nouvelle version de la couche géographique concernée dans le système de projection souhaité (clic-droit sur la couche, enregistrez-sous…).

Enregistrer la couche géographique des équipements dans la même projection que la couche géographique des IRIS.

Consulter les données attributaires

Chaque couche géographique est associée à une table attributaire



Pour consulter la table attributaire d’une couche géographique, cliquez droit sur la couche concernée dans le panneau légende, puis cliquez sur Ouvrir la table d’attributs.



Sélectionnez un IRIS, puis ouvrez la table attributaire. Parcourez-là, que constatez-vous ?

Sélection d’objet(s) géographique(s)

Pour sélectionner et zoomer, uilisez les différentes fonctionnalité de la barre d’outils

Les icônes loupe permettent de zoomer/dézoomer. Il est également possible d’utiliser la roulette de votre souris.
L’outil de sélection offre plusieurs solutions : sélection par clic, par polygone, à main levée…


Zoomez sur votre espace d’étude et sélectionnez un IRIS, Que constatez vous ?

Cliquez sur l’outil identifiez les résultats, puis sélectionnez n’importe quel objet. Que constatez vous ?

Gestion de l’affichage graphique

Afficher les couches géographiques dans le bon ordre :



Pour changer l’ordre d’affichage des couches, il suffit de les faire glisser à la position de son choix, comme des onglets dans un navigateur web



Pour visualiser l’ensemble d’une couche géographique, cliquez droit sur la couche concernée dans le panneau légende, puis cliquez sur Zoomer sur la couche

Gestion de l’affichage graphique

Modifier le style graphique d’une couche géographique :



Pour cela, double-cliquez sur la couche géographique concernée, puis allez dans l’onglet style.



Changez la couleur de fond des IRIS et le symbole ponctuel utilisé pour vos équipements

Gestion de l’affichage graphique

Vous pouvez aussi rajouter des labels (étiquettes) à la couche pour faciliter le repérage :



Importez la couche “communes”, clic-droit sur cette couche, puis propriétés. Cliquez ensuite sur “étiquettes”.



Faites apparaitre sur l’espace d’affichage le nom des communes de votre espace d’étude.

Gestion de l’affichage graphique

Familiarisez vous avec vos équipements et votre espace d’étude en superposant intelligemment les couches IRIS, communes, départements ainsi que celle contenant votre équipement. Jouez sur les styles, et améliorez la lisibilité

Exportez une image, enregistrez votre projet



Vous pouvez exporter le visuel créé au format .png. Attention néanmoins, il manque beaucoup d’éléments (titre, légende, sources…) etc. pour que cette carte soit correcte ! Nous verrons cela dans les prochaines séances. Cela peut néanmoins constituer une base de travail et de réflexion.

Enregistrez votre projet à la racine de votre dossier de travail. Les couches que vous avec chargé et leur style associé seront ainsi enregistrées pour la prochaine utilisation !

Où en sommes nous ?

L’exploration attentive des données (et métadonnées) à notre disposition constitue toujours la phase préalable à la réalisation d’un projet SIG (hors collecte des données).

Plusieurs éléments fondamentaux pour initier un projet SIG ont aujourd’hui été abordés :

  • Consulter les données mises à disposition, organiser son projet SIG et enregistrer sa session de travail.
  • Importer une information géographique, tout en identifiant sa nature (point, ligne, surface, raster, vecteur ?)
  • Jouer avec la table attributaire. Observer le nombre d’objets géographiques contenus dans chacune des couches ainsi que les données associées aux géométries.
  • Identifier la projection utilisée pour chacune couches. Savoir transformer la projection d’une couche pour que l’ensemble des couches disposent du même référentiel géographique.
  • Savoir extraire les informations importantes dans les métadonnées.
  • Gérer l’ordre d’affichage des couches géographiques et leur style.